本文選題：孤島式微電網(wǎng) + 穩(wěn)定控制器��； 參考：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：微電網(wǎng)是一個小型的發(fā)、配、用電自治系統(tǒng),由分布式電源、儲能裝置、控制逆變設(shè)備、監(jiān)控系統(tǒng)、保護(hù)裝置以及負(fù)載等部分組成。針對海島、邊防等偏遠(yuǎn)地區(qū)用電困難的問題,本文設(shè)計(jì)了利用太陽能和風(fēng)能等可再生能源進(jìn)行發(fā)電的孤島式微電網(wǎng)系統(tǒng),并著重設(shè)計(jì)了用于孤島式微電網(wǎng)的穩(wěn)定控制系統(tǒng)。本文首先分析了現(xiàn)有典型的微電網(wǎng)架構(gòu),結(jié)合海島實(shí)際需求設(shè)計(jì)了孤島式三相交流微電網(wǎng)系統(tǒng)方案。其次搭建孤島式三相交流微電網(wǎng)系統(tǒng)平臺,綜合考慮經(jīng)濟(jì)因素和本地區(qū)的地理位置,對系統(tǒng)容量進(jìn)行優(yōu)化配置,最終確定該系統(tǒng)總?cè)萘繛?.5kW。分別對發(fā)電設(shè)備、儲能設(shè)備、控制逆變設(shè)備和耗能設(shè)備的性能和輸出特性進(jìn)行分析和研究,確定了所使用的設(shè)備。然后分析各種微電網(wǎng)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法,并對比各自的優(yōu)缺點(diǎn),結(jié)合海島式供電特點(diǎn),設(shè)計(jì)了孤島式微電網(wǎng)系統(tǒng)所使用的分層控制算法。其次設(shè)計(jì)了集中控制層的穩(wěn)定控制器,該控制器通過對分布式電源、負(fù)載和儲能的調(diào)節(jié),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)控制。并在控制器內(nèi)重點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了用于孤島式三相交流微電網(wǎng)的能量平衡控制算法,包括系統(tǒng)正常運(yùn)行控制算法和緊急處理算法。針對和上層SCADA監(jiān)控的通信,本文在控制器內(nèi)部實(shí)現(xiàn)了相關(guān)通信協(xié)議。針對穩(wěn)定控制器的設(shè)計(jì),本文采用TI的DSP TMS320F28335作為核心MCU�？刂破饔布糠职娫茨K、電力參數(shù)AD采樣模塊、串口通信模塊、控制系統(tǒng)以及人機(jī)交互模塊等電路的設(shè)計(jì)。根據(jù)功能需求完成了穩(wěn)定控制器的軟件方案設(shè)計(jì)與程序開發(fā),包括程序主框架設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)采集、串口通信、控制策略以及人機(jī)交互等子程序。并對穩(wěn)定控制器各模塊的功能和軟件程序進(jìn)行調(diào)試,結(jié)果達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。將設(shè)計(jì)的穩(wěn)定控制器運(yùn)行到系統(tǒng)平臺中,并進(jìn)行相關(guān)測試試驗(yàn)。大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析證明本課題設(shè)計(jì)的孤島式交流微電網(wǎng)能量平衡控制策略算法的可行性和有效性。
[Abstract]:Microgrid is a small autonomous system for generating, distributing and using electricity, which consists of distributed power generation, energy storage device, control inverter equipment, monitoring system, protection device and load, etc. Aiming at the difficulty of using electricity in remote areas such as island and frontier, this paper designs an island micro-grid system which uses renewable energy such as solar energy and wind energy to generate electricity, and emphatically designs a stability control system for isolated island micro-grid. In this paper, the typical microgrid architecture is first analyzed, and the isolated island three-phase AC microgrid system is designed according to the actual demand of the island. Secondly, the island-type three-phase AC microgrid system platform is built. Considering the economic factors and the geographical location of the region, the system capacity is optimized and the total capacity of the system is determined to be 5.5 kW. The performance and output characteristics of power generation equipment, energy storage equipment, control inverter equipment and energy dissipation equipment are analyzed and studied respectively, and the equipment used is determined. Then, the coordinated control methods of various microgrid systems are analyzed, and their advantages and disadvantages are compared. Combined with the characteristics of island power supply, the layered control algorithm used in isolated island micro-grid systems is designed. Secondly, the stable controller of centralized control layer is designed. The controller realizes the steady state control of the system by adjusting the distributed power supply, load and energy storage. The energy balance control algorithm for the isolated three-phase AC microgrid is implemented in the controller, including the control algorithm for the normal operation of the system and the emergency processing algorithm. For the communication with the upper SCADA monitor, this paper implements the related communication protocol inside the controller. Aiming at the design of stable controller, this paper adopts TI's DSP TMS320F28335 as the core of MCU. The hardware of the controller includes power supply module, power parameter AD sampling module, serial communication module, control system and man-machine interaction module. According to the functional requirements, the software scheme design and program development of the stable controller are completed, including the main frame design of the program, data acquisition, serial communication, control strategy and man-machine interaction and other subprograms. The function and software program of each module of the stable controller are debugged, and the expected goal is achieved. The designed stable controller is run on the system platform, and relevant test tests are carried out. A large number of experimental data show the feasibility and effectiveness of the proposed algorithm for energy balance control of isolated island AC microgrid.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM727

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：1816907